Teoría de Brönsted-Lowry
Una teoría más satisfactoria sobre las diferencias entre un ácido y una base es la que formularon en 1923 el químico danés Johannes Brönsted y, paralelamente, el químico británico Thomas Lowry. Esta teoría establece que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno H+) y las bases de sustancias capaces de aceptarlos. Aún se contempla la presencia de hidrógeno en el ácido, pero ya no se necesita un medio acuoso: el amoníaco líquido, que actúa como una base en una disolución acuosa, se comporta como un ácido en ausencia de agua cediendo un protón a una base y dando lugar al anión (ion negativo) amida:
NH3 + base NH2 + base + H+
El concepto de ácido y base de Brönsted y Lowry ayuda a entender por qué un ácido fuerte desplaza a otro débil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra débil). Las reacciones ácido-base se contemplan como una competición por los protones. En forma de ecuación química, la siguiente reacción de ácido (1) con base (2) se produce al transferir un protón el ácido (1) a la base (2).
Ácido (1) + Base (2) → Ácido (2) + Base (1)
Al perder el protón, el ácido (1) se convierte en su base conjugada, base (1). Al ganar el protón, la base (2) se convierte en su ácido conjugado, ácido (2). La ecuación descrita constituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda. La reacción efectiva tendrá lugar en la dirección en la que se produzca el par ácido-base más débil. Por ejemplo, HCI es un ácido fuerte en agua porque transfiere fácilmente un protón al agua formando un ion hidronio:
HCI + H2O → H3O+ + CI-
En tal caso el equilibrio se desplaza hacia la derecha al ser la base conjugada de HCI, CI-, una base débil, y H3O+, el ácido conjugado de H2O, un ácido débil.
Al contrario, el fluoruro de hidrógeno, HF, es un ácido débil en agua y no transfiere con facilidad un protón al agua:
HF + H2O → H3O+ + F-
Este equilibrio tiene a desplazarse a la izquierda pues H2O es una base más débil que F- y HF es un ácido más débil (en agua) que H3O+. La teoría de Brönsted y Lowry también explica que el agua pueda mostrar propiedades anfóteras, esto es, que puede reaccionar tanto con ácidos como con bases. De este modo, el agua actúa como base en presencia de un ácido más fuerte que ella (como HCI) o, lo que es lo mismo, de un ácido con mayor tendencia a disociarse que el agua:
HCI + H2O → H3O+ + CI-
El agua también actúa como ácido en presencia de una base más fuerte que ella (como el amoníaco). Estos tipos de sustancias se conocen como anfóteros (se comportan como ácidos y como bases).
Teoría de Lewis
La teoría propuesta por Brönsted-Lowry supuso una ampliación valiosa de los conceptos de ácido y de base. No obstante, existen compuestos que no se ajustan a los postulados de esta teoría.
En este contexto, el químico estadounidense Gilbert Lewis (1875-1946) amplió los conceptos de ácidos y de base a términos de estructura electrónica.
La teoría de Lewis considera ácido a todo átomo, molécula o ion capaz de aceptar un par de electrones para formar una unión covalente, y base, a toda especie química capaz de ceder un par de electrones para formar una unión covalente.
Entonces, el ion hidrógeno (H+) es un ácido de Lewis ya que posee un hueco electrónico en su estructura capaz de aceptar un par de electrones, mientras que el amoníaco es una base de Lewis, pues en la capa de valencia del nitrógeno existe un par de electrones sin compartir.
Preguntas y Respuestas
¿Qué establece la teoría del químico danés Johannes Brönsted y del químico británico Thomas Lowry?
Una teoría más satisfactoria sobre las diferencias entre un ácido y una base es la que formularon en 1923 el químico danés Johannes Brönsted y, paralelamente, el químico británico Thomas Lowry. Esta teoría establece que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno H+) y las bases de sustancias capaces de aceptarlos. Aún se contempla la presencia de hidrógeno en el ácido, pero ya no se necesita un medio acuoso: el amoníaco líquido, que actúa como una base en una disolución acuosa, se comporta como un ácido en ausencia de agua cediendo un protón a una base y dando lugar al anión (ion negativo) amida:
NH3 + base NH2 + base + H+
¿En qué ayuda el concepto de ácido y base de Brönsted y Lowry?, ¿Cómo se completan las reacciones ácidos-bases?, ¿Qué le pasa al ácido cuando pierde el protón?, ¿Qué le pasa a la base cuando el protón gana?, ¿Qué constituye la ecuación descrita?, ¿Cómo actúa en presencia de una base más fuerte que ella?
El concepto de ácido y base de Brönsted y Lowry ayuda a entender por qué un ácido fuerte desplaza a otro débil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra débil). Las reacciones ácido-base se contemplan como una competición por los protones. En forma de ecuación química, la siguiente reacción de ácido (1) con base (2) se produce al transferir un protón el ácido (1) a la base (2).
Ácido (1) + Base (2) → Ácido (2) + Base (1)
Al perder el protón, el ácido (1) se convierte en su base conjugada, base (1). Al ganar el protón, la base (2) se convierte en su ácido conjugado, ácido (2). La ecuación descrita constituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda. La reacción efectiva tendrá lugar en la dirección en la que se produzca el par ácido-base más débil. Por ejemplo, HCI es un ácido fuerte en agua porque transfiere fácilmente un protón al agua formando un ion hidronio:
HCI + H2O → H3O+ + CI-
En tal caso el equilibrio se desplaza hacia la derecha al ser la base conjugada de HCI, CI-, una base débil, y H3O+, el ácido conjugado de H2O, un ácido débil.
Al contrario, el fluoruro de hidrógeno, HF, es un ácido débil en agua y no transfiere con facilidad un protón al agua:
HF + H2O → H3O+ + F-
Este equilibrio tiene a desplazarse a la izquierda pues H2O es una base más débil que F- y HF es un ácido más débil (en agua) que H3O+. La teoría de Brönsted y Lowry también explica que el agua pueda mostrar propiedades anfóteras, esto es, que puede reaccionar tanto con ácidos como con bases. De este modo, el agua actúa como base en presencia de un ácido más fuerte que ella (como HCI) o, lo que es lo mismo, de un ácido con mayor tendencia a disociarse que el agua:
HCI + H2O → H3O+ + CI-
El agua también actúa como ácido en presencia de una base más fuerte que ella (como el amoníaco). Estos tipos de sustancias se conocen como anfóteros (se comportan como ácidos y como bases).
¿Qué supuso la teoría propuesta por Brönsted-Lowry?
La teoría propuesta por Brönsted-Lowry supuso una ampliación valiosa de los conceptos de ácido y de base. No obstante, existen compuestos que no se ajustan a los postulados de esta teoría.
¿Qué amplio el químico estadounidense Gilbert Lewis?
El químico estadounidense Gilbert Lewis (1875-1946) amplió los conceptos de ácidos y de base a términos de estructura electrónica.
¿A qué considera la teoría de Lewis como ácido?, ¿Por qué el ion hidrógeno es un ácido de Lewis?, ¿Por qué el amoníaco es una base de Lewis?
La teoría de Lewis considera ácido a todo átomo, molécula o ion capaz de aceptar un par de electrones para formar una unión covalente, y base, a toda especie química capaz de ceder un par de electrones para formar una unión covalente.
Entonces, el ion hidrógeno (H+) es un ácido de Lewis ya que posee un hueco electrónico en su estructura capaz de aceptar un par de electrones, mientras que el amoníaco es una base de Lewis, pues en la capa de valencia del nitrógeno existe un par de electrones sin compartir.
- - ►☺ Derick Reyes ☺◄ - -
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